(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、ヨウ素レドックス触媒層、多孔質支持体層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項２】
光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、ヨウ素レドックス触媒層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の一部、多孔質支持体層、該第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の残部、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項３】
光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、多孔質導電性金属支持体層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項４】
光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の一部、多孔質導電性金属支持体層、該第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の残部、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする色素増感太陽電池。
【請求項５】
前記アノード基板を構成する導体層が多孔質導電性金属層を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
【請求項６】
前記第二の色素担持多孔質酸化物半導体層に担持される色素が、前記第一の色素担持多孔質酸化物半導体層に担持される色素の光吸収波長よりも長い光吸収波長を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の色素増感太陽電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色素を担持する多孔質酸化物半導体層が入射する光の進行方向に対して直列に２段設けられる、いわゆるタンデム型の色素増感太陽電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
色素増感太陽電池は、湿式太陽電池あるいはグレッツェル電池等と呼ばれ、シリコン半導体を用いることなくヨウ素溶液に代表される電気化学的なセル構造を持つ点に特徴がある。具体的には、透明な導電性ガラス板（透明導電膜を積層した透明基板：アノード基板）に二酸化チタン粉末等を焼付け、これに色素を吸着させて形成したチタニア層等の多孔質半導体層（多孔質酸化物半導体層）と導電性ガラス板（導電性基板：カソード基板）からなる対極の間に電解液としてヨウ素溶液等を配置した、簡易な構造を有する。透明な導電性ガラス板の側から色素増感太陽電池セル内に導入される太陽光が色素に吸収されることで電子が発生する。
色素増感太陽電池は、材料が安価であり、作製に大掛かりな設備を必要としないことから、低コストの太陽電池として注目されている。
【０００３】
色素増感太陽電池は、現在１１％程度の太陽光の変換効率が報告されているが、効率のさらなる向上が求められており、種々の観点から検討がなされている。
そのうちのひとつとして、光の吸収効率の改善が種々検討されている。
すなわち、色素増感太陽電池に用いられている色素について従来から種々検討が行われているが、400nmから近赤外以上の波長までの幅広い波長領域の光を高効率で吸収できる色素は今のところ得られていない。このため、色素を吸着させた多孔質半導体層で吸収されなかった光はそのまま吸収ロスとなる。なお、光の吸収効率を上げる目的で色素を吸着させた多孔質半導体層の厚みを大きくすることも考えられるが、この場合、実際には、種々の理由で吸収効率の向上にはつながらず、逆に吸収効率が低下するおそれもある。
【０００４】
光吸収効率の向上を図るために、色素を担持する多孔質酸化物半導体層を入射する光の進行方向に対して直列に２段設ける、いわゆるタンデム型の色素増感太陽電池が検討されている。
例えば、異なる種類の色素を吸着した２層の多孔質半導体層を重ねるとともに、２層の多孔質半導体層の間にＦＴＯ（フッ素をドープした酸化スズ膜）を含む電極を配し、このようにして構成される２つのセルから並列的に電気を取り出す技術が検討されている（非特許文献１参照）。
【０００５】
また、第一増感色素を有する第一アノードと第一増感色素とは異なる第二増感色素を有する第二アノードが離隔して配置され、両アノード間に典型的には網目電極からなるカソードが設けられ、これら各電極間に電解質を充填した色素増感太陽電池が検討されている（特許文献１参照）。
この電池のカソードの両側に形成される２つの電池セルを並列に接続することで、第一アノード側から入射される入射光を効率よく利用することができるとされている。
【０００６】
また、それぞれ増感色素が吸着した多孔質酸化チタン膜を載置したアノードおよび対極であるカソードが離隔して配置され、アノードおよびカソードの両極間に透明対極が設けられ、これら各電極間に電解質を充填した色素増感太陽電池が検討されている（特許文献１参照）。この場合、透明対極の中間層として形成される絶縁層のアノード側の面がカソード電極として機能し、透明対極の絶縁層のカソード側の面がアノード電極として機能することで、透明対極の両側に形成される２つの電池セルを並列に接続した、上記特許文献１に類似する構成となっている（非特許文献２参照）。なお、この非特許文献２には図面より判読されるこれ以上の開示がないため、透明電極の材料や構造等は明らかではない。
【０００７】
なお、上記のようなタンデム型の色素増感太陽電池についてのものではないが、本発明者らは、多孔質半導体層部を２層に設けるとともにそれら２層の多孔質半導体層部の間に貫通孔を有する導電層部（集電極）を設け、導電層部を光入射側に設けられる透明基板の透明導電膜に電気的に接続した色素増感太陽電池を提案している（特許文献２参照）。
この色素増感太陽電池によれば、多孔質半導体層の厚みを厚くした場合においても高い変換効率を得ることができる。
【０００８】
また、ｎｐタンデム型の色素増感太陽電池についてのものではあるが、アノード基板、色素増感ｎ型半導体層、電解質層、色素増感ｐ型半導体層およびカソード基板がこの順に配置されたものが検討されている（特許文献３参照）。
この色素増感太陽電池によれば、ｐサイドの電気抵抗を低減することにより、ｐサイドの変換効率を向上させて、電池全体としての変換効率を向上させることが可能であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−５３０４２号公報
【特許文献２】特開２００８−１６４０５号公報
【特許文献３】特開２００６−１４７２８０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】W. Kubo et al/Jounalof Photochemistry and Photobiology A Chemistry 164(2004)
【非特許文献２】日経エレクトロニクスの記事、平成２１年３月４日検索、インターネット、ＵＲＬ：http://techon.nikkeibp.co.jp:80/article/NEWS/20080306/148570/
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記した従来技術はいずれも、光吸収効率のさらなる向上を要するものであったり、電池構造上、高価な透明導電膜を多く用いることで電池の製造コストが高くなるものであったり、あるいは電池を大型化する際に不都合を生じるおそれがある等、さらなる改善の余地が大きいと思われる。
【００１２】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、光吸収効率の向上を図るとともに安価に製造することができる新規な構造のタンデム型色素増感太陽電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る色素増感太陽電池は、光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、ヨウ素レドックス触媒層、多孔質支持体層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る色素増感太陽電池は、光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、ヨウ素レドックス触媒層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の一部、多孔質支持体層、該第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の残部、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る色素増感太陽電池は、光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、多孔質導電性金属支持体層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明に係る色素増感太陽電池は、光が入射される側から順に、アノード基板、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の一部、多孔質導電性金属支持体層、該第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の残部、第二の電解液層およびカソード基板を設けてなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る色素増感太陽電池は、好ましくは、前記アノード基板を構成する導体層が多孔質導電性金属層を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る色素増感太陽電池は、好ましくは、前記第二の色素担持多孔質酸化物半導体層に担持される色素が、前記第一の色素担持多孔質酸化物半導体層に担持される色素の光吸収波長よりも長い光吸収波長を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る色素増感太陽電池は、光が入射される側から順に、アノード基板、該アノード基板に保持される第一の色素担持多孔質酸化物半導体層、第一の電解液層、およびカソード基板を設けるとともに、ヨウ素レドックス触媒層、多孔質支持体層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層および第二の電解液層をさらに設け、または、多孔質導電性金属支持体層、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層および第二の電解液層をさらに設けるため、光の吸収効率に優れ、また、高価な透明導電膜を必ずしも必要とせず、あるいは多量に用いる必要がないため、電池の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、第一の色素（Ｄｙｅ２）および第二の色素（Ｄｙｅ１）の化学構造を示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図５】図５は、本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池の変形例の構成を模式的に示す図である。
【図６】図６は、第一の色素および第二の色素とは異なる色素（Ｄｙｅ３）の化学構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態（以下、本実施の形態例という。）について、図を参照して、以下に説明する。
【００２２】
本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池について、図１を参照して説明する。
本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池（以下、これを単に第一の太陽電池ということがある。）１０は、光が入射される側から順に、アノード基板１２、アノード基板１２に保持される第一の色素担持多孔質酸化物半導体層（以下、これを単に第一の半導体層ということがある。）１４、第一の電解液層１６ａ、多孔質支持体層１８、多孔質支持体層１８に保持される第二の色素担持多孔質酸化物半導体層（以下、これを単に第二の半導体層ということがある。）２０、第二の電解液層１６ｂおよびカソード基板２２を設けたものである。
多孔質支持体層１８の第一の電解液層１６ａに向けて配置される側、言い換えれば第一の電解液層１６ａに向けて露出する多孔質支持体層１８の表面にはヨウ素レドックス触媒層１９が担持される。このとき、図４に示すように、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の一部２０ａを多孔質支持体層１８の第一の電解液層１６ａに向けて配置される側の表面にも設けてもよく、そのときは、多孔質支持体層１８の第一の電解液層１６ａに向けて露出される第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の表面にヨウ素レドックス触媒層１９が担持される。なお、図４中、参照符号２０ｂは、多孔質支持体層１８を挟んで第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の一部２０ａと反対側に配置される第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の残部を示す。
アノード基板１２は、例えば、ガラスまたは樹脂フィルム等で形成される透明基板１２ａとその基板１２ａ上に設けられる光透過性を有する導体層１２ｂで構成することができる。また、カソード基板２２は、例えば、通常用いられる導電性金属層で構成することができる。なお、図１中、参照符号２４は、電解液層１６ａ、１６ｂ等を封入して固定するスペーサを示す。
導体により導体層１２ｂから導出される電子はカソード基板２２に導入され、例えば照明電源としての電池回路が構成される。
太陽電池１０は、構造的には、光の進行方向に第一の半導体層１４および第二の半導体層２０が積み重ねられたいわゆるタンデム構造（タンデム型）電池であり、電池作用面から見ると、２つの電池セルが直列に配列された直列型電池ということができる。
【００２３】
アノード基板１２の導体層１２ｂは、特に限定するものではなく、ＩＴＯ（スズをドープしたインジウム膜）、ＦＴＯ（フッ素をドープした酸化スズ膜）、あるいはまたＳｎＯ２膜等を用いることができる。また、導体層１２ｂは、これらＦＴＯ等とともに多孔質導電性金属層を含むものであってもよい。このような多孔質導電性金属層として、金属メッシュ、予め無数の孔を形成した金属層または溶射や薄膜形成法等により形成した多孔質金属層等を用いることができる。
これらの点は、後述する第二の実施の形態例についても同様である。ただし、第二の実施の形態例では第一の例に係る太陽電池１０の多孔質支持体層１８に代えて多孔質導電性金属支持体層１８ａが設けられるため、導体層１２ｂは省略してもよい。その場合は、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層１４は、多孔質導電性金属支持体層１８ａと接している必要がある。
【００２４】
カソード基板２２は、例えば、導電性金属層の内側面に触媒膜を設ける等の適宜の構造とすることができる。
なお、これらの点は、後述する第二の実施の形態例についても同様である。
【００２５】
第一の色素担持多孔質酸化物半導体層１４および第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０において担持される色素（以下、これらをそれぞれ第一および第二の色素ということがある。）は、多孔質半導体層を形成する半導体材料に吸着させる色素であり、400nm〜1000nmの波長に吸収を持つものである。このような色素として、例えば、COOH基を有する、ルテニウム色素、フタロシアニン色素などの金属錯体、シアニン色素などの有機色素を挙げることができる。
第一および第二の色素は同一種類の色素を用いることができる。ただし、第一の色素として、セル内を進行する過程で消失しやすい短波長の光を吸収する、例えば図３に示すＤｙｅ２の化学構造を有する色素を用い、第二の色素として第一の色素よりも長波長の光を吸収する、例えば図３に示すＤｙｅ１の化学構造を有する色素を用いると、より好ましい。
なお、これらの点は、後述する第二の実施の形態例についても同様である。
【００２６】
第一の色素担持多孔質酸化物半導体層１４および第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０において色素を担持する多孔質酸化物半導体層は、半導体材料として、例えば、チタン、スズ、ジルコニウム、亜鉛、インジウム、タングステン、鉄、ニッケルあるいは銀等の金属の酸化物を用いることができる。
多孔質酸化物半導体層は、半導体材料が３００℃以上の温度で焼成されたものであり、より好ましくは４５０℃以上の温度で焼成されたものである。一方、焼成温度の上限は特にないが、多孔質半導体層１４の材料の融点よりは十分に低い温度とし、より好ましくは５５０℃以下の温度とする。また、多孔質半導体層１４の材料としてチタン酸化物（チタニア）を用いる場合、ルチル結晶に移行しない程度の温度で、チタン酸化物の導電性が高いアナターゼ結晶の状態で焼成することが好ましい。
第一の色素担持多孔質酸化物半導体層１４および第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の多孔質酸化物半導体層は、同一の半導体材料、例えばチタン酸化物で形成してもよい。しかし、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層１４の多孔質酸化物半導体層をチタン酸化物で形成し、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の多孔質酸化物半導体層をスズ酸化物で形成すると、スズ酸化物の伝導帯のエネルギー準位がチタン酸化物の伝導帯のエネルギー準位よりも低く長波長の光を吸収する色素のＬＵＭＯと合っているため、より好ましい。
第一の色素担持多孔質酸化物半導体層１４および第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の多孔質酸化物半導体層は、それぞれその厚みを特に限定するものではないが、好ましくは、１４μｍ以上の厚みとする。
なお、これらの点は、後述する第二の実施の形態例についても同様である。
【００２７】
電解液層１６ａ、１６ｂは、ヨウ素、リチウムイオン、イオン液体、t-ブチルピリジン等を含むものであり、例えばヨウ素の場合、ヨウ化物イオンおよびヨウ素の組み合わせからなる酸化還元体を用いることができる。酸化還元体は、これを溶解可能な適宜の溶媒を含む。なお、この点は、後述する第二の実施の形態例についても同様である。
【００２８】
多孔質支持体層１８は、光を十分に透過できるとともに電解液が通過できる多孔性を有し、かつ薄膜であっても第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０を確実に支持できるものであれば特に限定するものではなく、適宜の無機材料で形成してもよいし、また、適宜の金属材料で形成してもよい。
多孔質支持体層１８または第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０に担持されるヨウ素レドックス触媒層１９は、白金、導電性高分子等の材料で形成することができる。ヨウ素レドックス触媒層１９は、例えばスパッタ法等の適宜の成膜法により形成することができる。
この場合、多孔質支持体層１８に相当する部材が電解質の流通を阻害する非孔質部材、例えば透明導電膜や金属膜であると、第一の色素担持多孔質酸化物半導体層１４を含んで構成されるセル（セル１とする）と第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０を含んで構成されるセル（セル２とする。）に流れる電流量が同じでない場合、例えばセル２に電流が流れにくいとき、それが律速となり、性能が低下する。極端なケースとして、セル２に長波長吸収色素を用いるとき、長波長に乏しい光がセル2に入射してもセル２に電気は流れない。
これに対して、本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池１０によれば、セル１およびセル２間の電解液の流通が確保されるため、色素１と色素２の吸収量のバランスを考慮する必要がない。たとえセル２に全く電流が流れないときでも、電池１０は機能することになる。
【００２９】
以上説明した本実施の形態の第一の例に係る色素増感太陽電池１０によれば、高い発電効率で高電圧を得ることができる。また、ＦＴＯ膜等の透明導電膜に比べて電極を安価に形成することができるため、電池を安価に製造することができる。また、電池を大型化する際にＦＴＯ膜等に比べて電極によって生じる電力のロスが小さい。
【００３０】
つぎに、本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池について、図２を参照して説明する。なお、上記第一の太陽電池１０と重複する部分については説明を省略する。
本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池（以下、これを単に第二の太陽電池ということがある。）１０ａは、各部材の積み重ね構造等は、第一の太陽電池１０とほぼ同じである。
第二の例に係る太陽電池１０ａは、電池構造上は、図２に示すように、第一の例に係る太陽電池１０の多孔質支持体層１８に代えて多孔質導電性金属支持体層１８ａが設けられる点およびヨウ素レドックス触媒層１９が設けられていない点が第一の太陽電池１０と異なる。このとき、図５に示すように、第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の一部２０ａを多孔質支持体層１８の第一の電解液層１６ａに向けて配置される側の表面にも設けてもよい。なお、図５中、参照符号２０ｂは、多孔質支持体層１８を挟んで第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の一部２０ａと反対側に配置される第二の色素担持多孔質酸化物半導体層２０の残部を示す。
また、電池回路構成は、アノード基板１２から電子を導出する導体と並列に多孔質導電性金属支持体層１８ａから電子を導出する導体が設けられて、２つの電池セルを並列に配置した形となっている。
【００３１】
多孔質導電性金属支持体層１８ａは、金属メッシュ、予め無数の孔を形成した金属層または溶射や薄膜形成法等により形成した多孔質金属層等を用いることができる。これにより、多孔質導電性金属支持体層１８ａを安価に形成することができる。
【００３２】
以上説明した本実施の形態の第二の例に係る色素増感太陽電池１０ａによれば、高い発電効率で高電流を得ることができる。また、ＦＴＯ膜等の透明導電膜に比べて電極を安価に形成することができるため、電池を安価に製造することができる。また、電池を大型化する際にＦＴＯ膜等に比べて電極によって生じる電力のロスが小さい。
【実施例】
【００３３】
実施例を挙げて、本発明をさらに説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではない。  
【００３４】
（実施例１）
透明ガラス基板上にFTO膜（表面抵抗  10Ω/□）を形成し、その上にチタニアペーストを塗布し、４５０℃で３０分乾燥して厚み２μｍのポーラスチタニア層を作製した。このポーラスチタニア層に上述の第一の色素（Ｄｙｅ２）を吸着させることにより第一の電極部を作製した。一方、直径20μｍの網目を有するメッシュステンレス基板（厚さ２５μｍ）上にチタンをスパッタで製膜し、その後酸素を導入しながらさらにチタンをアークプラズマ製膜することにより、表面を保護したステンレスメッシュ構造を作製した。メッシュ構造にチタニアペーストをコートし、４５０度３０分乾燥し厚み２μｍのポーラスチタニア層を作製した。メッシュ構造のポーラスチタニア層が設けられていない側の表面に白金をスパッタした後、このチタニア層に上述の第二の色素（Ｄｙｅ２）を吸着させることにより第二の電極部を作製した。電解液は、ポーラスなPTFE（Polytetrafluoroethylene）膜（厚み50μｍ、８０％空孔率）に電解液をしみこませたゲル電解液を用いた。対極は、チタンに白金をスパッタすることにより作成した。これらを順次積層し、太陽電池を作製した。
得られた太陽電池は、第一の電極部と対極を電気的に接続したときのセル（複合セル  本実施の形態の第一の例に係る電池）の性能はVocが0.81V, Jsc が5.2mA/cm2, FFが0.67, 効率が2.8%であった。また、この太陽電池とは別途作製した第一の電極部と対極で構成されるセル（単セル１）の性能はVoc
が0.4V, Jsc が5.4mA/cm2, FFが0.70, 効率が1.5%であり、一方、この太陽電池とは別途作製した第二の電極部と対極で構成されるセル（単セル２）の性能はVoc
が0.42V, Jsc が4.9 mA/cm2, FFが0.70, 効率が1.44 %であった。従来の電池にほぼ相当する単セル１のみの場合に比べて、複合セルは単セル１および単セル２の合計値にほぼ匹敵するVoc値の上昇がみられた。IPCE値は500nmの吸収波長をもつ第一の色素を有する単セル１に相当するピークと700nmの吸収波長をもつ第二の色素を有する単セル２に相当するピークが見られた。
【００３５】
（実施例２）
透明ガラス基板上にFTO膜（表面抵抗  10Ω/□）を形成し、チタニアペーストを塗布し、４５０℃で３０分乾燥し厚み２μｍのポーラスチタニア層を作製した。このチタニア層に第一の色素を吸着させることにより第一の電極部を作製した。一方、直径20μｍの網目を有するメッシュステンレス基板（厚さ２５μｍ）上にチタンをスパッタで製膜し、その後酸素を導入しながらさらにチタンをアークプラズマ製膜することにより、表面を保護したステンレスメッシュ構造を作製した。メッシュ構造の上にチタニアペーストをコートし、４５０℃で３０分乾燥し厚み２μｍのポーラスチタニア層を作製した。このチタニア層に第二の色素を吸着させることにより第二の電極部を作製した。電解液は、ポーラスなPTFE膜（厚み50μｍ、８０％空孔率）に電解液をしみこませたゲル電解液を用いた。対極は、チタンに白金をスパッタすることにより作成した。これらを順次積層し、太陽電池を作製した。
得られた太陽電池は、太陽電池の性能は第一の電極部および第二の電極部と対極を電気的に接続したときのセル（複合セル  本実施の形態の第二の例に係る電池）の性能はVocが0.4V, Jsc が12.1mA/cm2, FFが0.60, 効率が2.9%であった。また、この太陽電池とは別途作製した第一の電極部と対極で構成されるセル（単セル１）の太陽電池性能はVoc
が0.4V, Jsc が5.4mA/cm2, FFが0.70, 効率が1.5%であり、一方、この太陽電池とは別途作製した第二の電極部と対極で構成されるセル（単セル２）の性能はVoc
が0.42V, Jsc が4.9 mA/cm2, FFが0.70, 効率が1.44 %であった。従来の電池にほぼ相当する単セル１のみの場合に比べて、複合セルは単セル１および単セル２の合計値にほぼ匹敵するJsc値の上昇がみられた。IPCE値は500nm の吸収波長をもつ第一の色素を有する単セル１に相当するピークと700nmの吸収波長をもつ第二の色素を有する単セル２に相当するピークが見られた。
【００３６】
（参考例１）
直径20μｍの網目を有するメッシュステンレス基板（厚さ２５μｍ）上にチタニアペーストをコートし、４５０度３０分乾燥しポーラスチタニア層を作製した。ポーラスチタニア層の厚さが所定の厚さに達するまで、このチタニアペーストのコート及び乾燥を繰り返し、最終的に厚さ１０μｍのポーラスチタニア層を作製した。このチタニア層に図６に示すＤｙｅ３の化学構造を有する色素（三菱製紙Ｄ−１４９）を吸着させることにより第二の電極部を作製した。電解液は、ポーラスなPTFE膜（厚み３５μｍ、７１％空孔率）に電解液をしみこませたゲル電解液を用いた。対極は、チタンに白金をスパッタすることにより作成した。上記のように作製されたポーラスチタニア層のチタニア層側と対極の白金側を、上記ＰＴＦＥ膜を間に挟んで対向させて積層し、更にこのポーラスチタニア層のチタニア層の反対側にPETフィルム（厚み１３０μｍ）を積層し、太陽電池を作製した。
得られた太陽電池は、第二の電極部と対極を電気的に接続したときのセルの性能はVocが0.63V, Jsc が6.24mA/cm2, FFが0.55, 効率が2.16%であった。
この太陽電池は、本実施の形態の第二の例に係る電池における第二の電極部と対極で構成されるセル（単セル２）に相当する。従って、上記太陽電池において、PETフィルムの代わりに、透明導電膜上にFTO膜（表面抵抗  10Ω/□）を形成し、チタニアペーストを塗布し、４５０℃で３０分乾燥しポーラスチタニア層を作製し、このチタニア層に第一の色素を吸着させることにより作製した電極部を積層することで、本実施の形態の第二の例に係る電池（複合セル）を作製することができる。
【００３７】
（参考例２）
直径20μｍの網目を有するメッシュステンレス基板（厚さ２５μｍ）上にチタニアペーストをコートし、４５０度３０分乾燥しポーラスチタニア層を作製した。ポーラスチタニア層の厚さが所定の厚さに達するまで、このチタニアペーストのコート及び乾燥を繰り返し、最終的に厚さ１０μｍのポーラスチタニア層を作製した。このチタニア層に図４に示すＤｙｅ３の化学構造を有する色素を吸着させることにより第二の電極部を作製した。対極は、チタンに白金をスパッタし、更に白金上にチタニアペースト（触媒化成ＰＳＴ−４００Ｃ）を塗布して厚さ１０μｍのポーラスな絶縁膜を形成することにより作成した。上記のように作製されたポーラスチタニア層のチタニア層側と対極の絶縁膜側を対向させて積層し、更にこのポーラスチタニア層のチタニア層の反対側にPETフィルム（厚み１３０μｍ）を積層した。更に電解液をセル内部に注入し、太陽電池を作製した。
得られた太陽電池は、第二の電極部と対極を電気的に接続したときのセルの性能はVocが0.63V, Jsc が7.09mA/cm2, FFが0.64, 効率が2.90%であった。
この太陽電池は、本実施の形態の第二の例に係る電池における第二の電極部と対極で構成されるセル（単セル２）に相当する。従って、上記太陽電池において、PETフィルムの代わりに、透明導電膜上にFTO膜（表面抵抗  10Ω/□）を形成し、チタニアペーストを塗布し、４５０℃で３０分乾燥しポーラスチタニア層を作製し、このチタニア層に第一の色素を吸着させることにより作製した電極部を積層することで、本実施の形態の第二の例に係る電池（複合セル）を作製することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１０、１０ａ  色素増感太陽電池
１２  アノード基板
１２ａ  透明基板
１２ｂ  導体層
１４  第一の色素担持多孔質酸化物半導体層
１６ａ  第一の電解液層
１６ｂ  第二の電解液層
１８  多孔質支持体層
１８ａ  多孔質導電性金属支持体層
１９  ヨウ素レドックス触媒層
２０  第二の色素担持多孔質酸化物半導体層
２０ａ  第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の一部
２０ｂ  第二の色素担持多孔質酸化物半導体層の残部
２２  カソード基板
２４  スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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